第七章树脂粘结砂.ppt

热芯盒法砂存在的问题 在使用过程中产生有刺激性的烟气。 厚薄相差大的砂芯，厚处还未硬化好，薄处可能产生过烧。 用于生产铸钢件、部分球铁件和复杂薄壁的铸铁件时易产生皮下气孔和针孔。在原砂中加入0.3％一1.0％(质量分数)的氧化铁可防止在铸件上产生皮下气孔。加入硼酸也可起到同样效果，但砂芯吸湿性也增加。 用呋喃树脂砂浇铸钢铸件，例如Cr的质量分数为13％的铸钢件，由于映喃树脂热分解产物为CO、CO2及CH4和少量H2，从而发生渗碳作用。 必须采用金属芯盒。 树脂砂可使时间有限。 三、温芯盒法 温芯盒法常指芯盒温度低于175℃的造芯方法，最理想的芯盒温度是低于l00℃，最好50—70℃ 。 用热芯盒法造芯，砂芯在芯盒中时间长，表面发酥，常引起铸件质量问题。采用温芯盒法，由于芯盒温度低，砂芯表面不会过烧，可使砂芯表面光洁和具有最高强度，防止热芯盒法常出现的某些砂芯表面过烧、某些截面硬化不足的现象。另外在节能和劳动卫生方而也可得到很大改善。例如将芯盒温度从传统热芯盒法的260℃降到160℃，在实际生产中就可节能25％一30％。温度低，工作场所散发出的有害物质也会减少。 一是开发能够在较低温度下产生高活性强酸的新型潜伏型催化剂。 二是增加树脂反应活性，尽量降低合成树脂的含水量[从微量到2％一3％(质量分数)]和低分子物质；或开发新型树脂。 三是在工艺上采取措施。例如硬化时辅以真空或其他措施。 这些方法中，既可单独应用，也有几种方法结合的。现将当前可以采用和有发展前途的几种温芯盒法造芯简述如下： 实现温芯盒法造芯，目前主要的方法 (一)呋喃树脂、酚醛改性树脂温芯盒法 温芯盒用粘结剂通常采用糠醇型呋喃树脂粘结剂，但是也有用酚醛改性的粘结剂。树脂加入虽取决于砂芯结构的复杂程度和原砂的性能，对呋喃树脂来说，一般为原砂质量的1.2%～2.0%。 1、粘结剂 2、催化剂 以氯化铜的水溶液或乙醇溶液为基的催化剂。它在室温下很稳定，在80一100℃开始分解，在150℃具有最佳工艺性能。 磺酸盐，是苯、苯酚、二甲苯或低脂肪烃的磺酸与Al3+、Cu2+、Zn2+、Fe2+、NH4+所形成的磺酸盐。主要为芳香族磺酸为基的铜盐的含水甲醇溶液。达80℃，磺酸铜盐激活出强酸性，能使树脂产生硬化。生产中为使砂芯能快速硬化，常用的芯盒温度范围为150一220℃，磺酸铜盐催化剂加入量为树脂的25％一35％，一般为30%。对我国来说磺酸铜盐价格较贵，因此侧重开发其他类型的盐或几冲催化剂掺合的催化剂，芯盒温度在150℃左右。 (二)辅以真空的温芯盒法 芯盒温度为60一100℃，其机理是在树脂砂中存有在室温和大气压力下稳定的有机酸，当压力降低和温度升高时，破坏其潜伏性，分解出强酸，促使树脂迅速硬化。其造芯方法是将砂、树脂(呋喃或热固性酚醛树脂)和催化剂混合后，射(或吹)入100℃的芯盒内，抽真空，接着通空气，随后取芯，取出后砂芯的温度约50℃左右。 六次甲基四胺也提供氮原子键。加热硬化过程中，六次甲基四胺失去一个氮原子后，基他三个氮原子便与树脂链结合起来构成以下结构： ? 有人认为有66～77％(质量分数)的氮结合进入树脂硬化产物中，由于六次甲基四胺给酚醛树脂带来很多氮，往往会成为壳型浇注铸钢件时产生皮下气孔的原因之一。 机理二 树脂砂的硬化分为三个阶段: 第一阶段 第二阶段 第一阶段 树脂砂软化或熔化。 熔融状态的相邻砂粒的树脂相连或相熔从而成为一体。 树脂在固化剂的作用下交联反应固化。 3.混砂工艺 粉状砂的混制方法是把酚醛树脂的固体粉末、乌洛托品粉末和原砂用普通碾轮式混砂机混合均匀。在混砂时先向砂中加入占砂重量0.3～0.5％的煤油或糠醛作润湿剂，混匀后再加入粉状树脂(通过100目筛)和乌洛托品，混5～8min而成。这种混制方法比较简单，但混制时树脂飞扬，恶化劳动条件，在砂粒表面树脂堆积不均匀、不完整，粘结效率得不到充分发挥，以致树脂用量高达6～7％；在贮存和运输过程中，树脂容易偏析，故只在小量生产时使用。 壳芯树脂砂的混制方法有粉状砂和覆膜砂两种。在壳芯树脂砂刚开始应用阶段，大多采用粉状砂，近年来一般都采用覆膜砂。 粉状砂的混制方法 覆膜砂的混制方法 覆膜砂的混制工艺可分为冷法、温法和热法三种。 冷法也叫冷溶法。混制的方法是先将粉状树脂、硬化剂预先溶解在工业酒精、丙酮或糠醛中，再加入砂中进行混砂。此时溶剂逐渐挥发，树脂就在砂子上呈一层薄膜包覆，最后混合料结成团块。将团块取出在阴凉的地方停放约2～4h，使溶剂全部挥发完，热后再把团块碾碎过筛即可使用。这种方法的缺点是有机溶剂消耗量大，混砂时间长，成本高，一般只用于小批量生产。 温法。是将干砂与硬化剂一道加入碾轮式混砂机上，混1min后加入液态树脂(酚醛树脂酒精液)